CN109703323A - 一种节能的电动车空调制热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车空调出风温度调节技术领域，特别涉及一种节能的电动车空调制热方法，主要包括步骤S1，判断是否只有驾驶舱需要加热，若是，则进行下一步，若否则结束当前判断；S2，判断目标PTC温度是否小于电池包应用温度，若是则进行下一步，若否则跳转至步骤S4；S3，开启电池包到空调主机的第一加热回路；S4，判断实际水温是否大于空调主机的实际目标出风温度，若是则开启空调主机内部的第二加热回路，若否则结束当前判断。本发明解决了现有电动车仅采用PTC加热器提高电池包温度以及PTC温度，又由于PTC加热器能耗高，容易缩短电动车的续航里程，导致动力不足等情况出现的问题。

Description

一种节能的电动车空调制热方法

技术领域

本发明涉及电动车空调出风温度调节技术领域，特别涉及一种节能的电动车空调制热方法。

背景技术

电动汽车，是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的种类包括纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车。

汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。按空调性能可以分为：单一功能型(将供冷、供暖、通风系统各自安装)和冷暖一体式(制冷、供暖、通风公用鼓风机和风道)。

传统的电动车空调系统在制热时，仅通过空调控制器控制PTC开启对驾驶舱进行加热，但由于采用PTC加热所需的能耗较高，会影响电动车预计的续航里程，导致电动车不到续航里程时，就会出现动力不足等情况，影响电动车的正常行驶。

发明内容

本发明的发明内容在于提供一种节能的电动车空调制热电方法，解决了现有电动车仅采用PTC加热器提高电池包温度以及PTC温度，又由于PTC加热器能耗高，容易缩短电动车的续航里程，导致动力不足等情况出现的问题。

本发明还提出一种节能的电动车空调制热方法，包括步骤如下：

S1，判断是否只有驾驶舱需要加热，若是，则进行下一步，若否则结束当前判断；

S2，判断目标PTC温度是否小于电池包应用温度，若是则进行下一步，若否则跳转至步骤S4；

S3，开启电池包到空调主机的第一加热回路；

S4，判断实际水温是否大于空调主机的实际目标出风温度，若是则开启空调主机内部的第二加热回路，若否则结束当前判断。

优选地，在所述步骤S2中，所述电池包应用温度为电池包温度与第一偏移量之和；所述第一偏移量为通过试验标定而得的电池包热量传递至空调主机暖风芯体的能量损失温度量化值，其跟随环境温度的不同而设有不同值。

优选地，在所述步骤S3中，所述第一加热回路为：电池包→电池水泵→热交换器→暖风水泵→PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到所述热交换器→所述电池包。

优选地，所述步骤S3具体包括步骤：S31，关闭所述PTC加热器；S32，以固定转速开启所述暖风水泵；S33，开启所述三通电磁阀到中间位置；S34，以固定转速开启所述电池水泵。

优选地，所述实际目标出风温度为用户设定的目标出风温度与通过试验标定而得的第二偏移量、回滞量之和；所述第二偏移量为电池包热量传递至空调主机暖风芯体的能量损失温度量化值，其跟随环境温度的不同而设有不同值；所述回滞量用于防止PTC加热器被频繁开启或关闭，其跟随所述PTC加热器不同的开关状态而设有不同值。

优选地，在所述步骤S4中，所述第二加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器。

优选地，在所述步骤S4中，所述开启空调主机内部的第二加热回路，具体包括步骤：S41，开启所述PTC加热器；S42，以变化的转速开启所述暖风水泵；S43，开启所述三通电磁阀到全开位置；S44，关闭电池水泵。

优选地，还包括步骤S5，判断所述目标PTC温度是否处于所述电池包应用温度与所述实际目标出风温度之间，若是则保持PTC加热器状态不变，若否则结束当场判断。

优选地，还包括步骤S6，判断是否只有电池包需要被加热，若是则开启PTC加热器到电池包的第三加热回路，若否则结束当场判断；所述第三加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→热交换器→电池包→电池水泵→所述热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器；所述开启PTC加热器到电池包的第三加热回路，具体包括步骤：S61，开启所述PTC加热器；S62，开启所述暖风水泵；S63，开启所述三通电磁阀到全关位置；S64，开启所述电池水泵。

优选地，还包括步骤S7，判断是否电池包和驾驶舱需要共同被加热，若是则开启PTC加热器到空调主机、电池包的第四加热回路，若否则结束当场判断；所述第四加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到所述热交换器→所述电池包→电池水泵→所述热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器；所述第四加热回路的开启步骤为：S71，开启所述PTC加热器；S72，开启所述暖风水泵；S73，开启所述三通电磁阀到中间位置；S74，开启所述电池水泵。

由上可知，应用本发明提供的技术方案可以得到以下有益效果：

第一，本发明中在仅加热驾驶舱时，设置有令电池包温度可传递至驾驶舱的第一加热回路，利用电池包发热的原理给驾驶舱提供热源，在保证驾驶舱温度的前提下，减少开启PTC加热器的时间与次数，起到节能的效果，从而提高电动车的续航里程；

第二，基于在不同温度环境下，水的流动会带来热损耗，本发明设置有经过前期试验标定而得的第一偏移量、第二偏移量以及回滞量，并将其作为考量是否开启第一加热回路、第二加热回路、第三加热回路或者第四加热回路条件的一部分，保证了本发明中的判断条件以实际制热环境为依据，令驾驶舱的温度或电池包温度在满足对应的条件后可尽快上升至设定值；

第三，本发明中根据不同的情况选择不同的加热回路，可以尽快提高加热范围内的环境温度，以及令电动车可自动选择任一加热效率最高的加热回路，保证电动车内温度的尽快且精准上升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的制热方法流程图；

图2为现有技术电热循环水路、本发明实施例电热循环水路(第一加热水路、第二加热水路、第三加热水路和第四加热水路)与电力控制装置协同作用的原理图；

图3为本发明实施例中回滞量在PTC加热器频繁开启或关闭的量化示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有电动车仅采用PTC加热器提高电池包温度或者PTC温度，对驾驶舱进行加热，在现有空调制热回路下，当目标PTC温度大于实际PTC温度是，空调控制去控制PTC加热器开启，当目标PTC温度小于实际PTC温度时，空调控制器控制PTC加热器关闭。

又由于PTC加热器能耗高，容易缩短电动车的续航里程，导致动力不足等情况出现的问题。如图2中所示(其中箭头表示水流方向)，其中PTC加热器，受空调控制器控制，可调节PTC温度，从而调节水温；暖风水泵，受空调控制器控制，可调节PTC解热回路的水流速度；电池回路三通电磁阀，受空调控制器控制，可无极调节开度；电池水泵，受空调控制器控制，可调节电池包回路的水流速度；电池包，空调控制器可读取其温度。

在现有电动车空调制热电路下，制热情况如下：

1.当只有驾驶舱需要加热时，控制PTC加热器开启，暖风水泵开启，电池回路三通电磁阀全开，电池水泵关闭，使热水全部流过空调主机里的暖风芯体；

2.当只有电池包需要加热时，控制PTC加热器开启，暖风水泵开启，电池回路三通电磁阀全关，电池水泵开启，使热水全部流过热交换器，这是电池水泵会将热量带到电池包；

3.当驾驶舱和电池包均需要加热时，控制PTC加热器开启，暖风水泵开启，电池回路三通电磁阀按比例到中间位置，电池水泵开启，使热水部分流过空调主机里的暖风芯体，部分流过热交换器。

如图1与图2所示，为了解决上述问题，本实施例提出了一种节能的电动车空调制热方法，其主要包括以下步骤：

S1，判断是否只有驾驶舱需要加热，若是，则进行下一步，若否，则结束当前判断；

S2，判断目标PTC温度是否小于电池包应用温度，若是则进行下一步，若否则跳转至步骤S4；

S3，开启电池包到空调主机的第一加热回路；

S4，判断实际水温是否大于空调主机的实际目标出风温度，若是则开启空调主机内部的第二加热回路，若否则结束当前判断。

在本实施例中，设置有电池包到空调主机的第一加热回路，其可以令电池包温度传递至空调主机，进而将其温度用于升高驾驶舱的温度，以保证电动车在行驶过程中驾驶舱的温度可以尽快升高至目标温度，保证驾驶员的驾驶体验。

其中，步骤S2的电池包应用温度为电池包温度与第一偏移量之和；第一偏移量为通过实验标定而得的电池包热量传递至空调主机暖风形体的能量损失温度量化值，其跟随环境温度的不同而设有不同值。

在本实施例中，电池包的温度传递至空调主机的过程中，由于经过管道输送，会有一定量的温度损失，通过测量获取该第一偏移量，可以真实反映是否将电池包温度传递至空调主机以提高驾驶舱温度，以及执行该判断条件后，驾驶舱的温度可以由于传递而至的电池包温度切实提高，保证本实施例中第一加热回路的真实可行性。

其中，步骤S3的第一加热回路为：电池包→电池水泵→热交换器→暖风水泵→PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到所述热交换器→所述电池包；其具体包括步骤S31，关闭PTC加热器；S32，以固定转速开启暖风水泵；S33，开启三通电磁阀到中间位置；S34，以固定转速开启电池水泵。

在本实施例中，暖风水泵与PTC加热器串联设置，且接入三通电磁阀的输入端，三通电池阀的一端输出端连接暖风芯体，后连接暖风水泵，且并联接入热交换器的一端，另一端输出端连接热交换器的另一端；热交换器的另一侧回路连接电池包以及电池水泵。关闭PTC加热器，开启暖风水泵以及电池水泵，会令电池包温度根据水流方向流至暖风芯体，可用于提高驾驶舱的温度，避免只能采用PTC加热器提高驾驶舱温度，扩大了升高驾驶舱温度的方式及渠道，降低空调制热的能耗，保证电动车的续航里程。

实验目标出风温度为用户设定的目标出风温度与通过实验标定而得的第二偏移量、回滞量之和；第二偏移量为电池包热量传递至空调主机暖风芯体的能量损失温度量化值，其跟随环境温度的不同而设有不同值。例如，在环境温度分别为-15℃、0℃、15℃以及30℃时，第一偏移量与第二偏移量均需通过检测当前环境下的热量损失值确定。

回滞量用于防止PTC加热器被频繁开启或关闭，其跟随PTC加热器不同的开关状态而设有不同值，请参见图3。

在本实施例中，设置有第二偏移量以及回滞量，第二偏移量用于记录电池包热量传递至暖风芯体的热量损失，而回滞量在频繁开启或关闭PTC加热器时，PTC温度有一缓慢变化的过程，可以令第二加热回路开启与否的判断条件符合实际情况，也令通过该判断而开启的第二加热回路可切实提高驾驶舱的温度。

其中，步骤S4的第二加热回路为PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器，其中包括步骤S41，开启PTC加热器；S42，以变化的转速开启暖风水泵；S43，开启三通电磁阀到全开位置；S44，关闭电池水泵。

在本实施例中，开启PTC加热器，开启暖风水泵，令三通电磁阀开启到全开位置，可以令开启的PTC加热器的温度传递至暖风芯体，也即暖风芯体温度的升高为PTC加热器工作的结果，令三通电磁阀全开，可以断开PTC加热回路与电池包回路的连接，保证暖风芯体温度升高的切实高效，也即保证PTC加热器的效率。

在步骤S4后还设置有步骤S5，判断所述目标PTC温度是否处于所述电池包应用温度与所述实际目标出风温度之间，若是则保持PTC加热器状态不变，若否则结束当场判断。

在本实施例中，当目标PTC温度处于电池包应用温度与实际目标出风温度之间时，也即当前驾驶舱的温度符合设定值，无需加热，也即不需开启PTC加热器，减少电动车行驶过程中的能耗。

在步骤S5后，还设置有步骤S6，判断是否只有电池包需要被加热，若是则开启PTC加热器到电池包的第三加热回路，若否则结束当场判断；其中第三加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→热交换器→电池包→电池水泵→所述热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器；所述开启PTC加热器到电池包的第三加热回路，具体包括步骤：S61，开启PTC加热器；S62，开启暖风水泵；S63，开启三通电磁阀到全关位置；S64，开启电池水泵。

在本实施例中，当只有电池包需要加热时，令三通电磁阀全关，开启PTC加热器、暖风水泵以及电池水泵，令PTC加热器加热产生的热量通过热交换器，传递至电池包回路，以提高电池包温度。

在步骤S6后，还设置有步骤S7，判断是否电池包和驾驶舱需要共同被加热，若是则开启PTC加热器到空调主机、电池包的第四加热回路，若否则结束当场判断；其中，第四加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到所述热交换器→所述电池包→电池水泵→所述热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器；第四加热回路的开启步骤为：S71，开启所述PTC加热器；S72，开启所述暖风水泵；S73，开启所述三通电磁阀到中间位置；S74，开启所述电池水泵。

在本实施例中，当需要同时加热驾驶舱与电池包时，开启三通电磁阀至中间位置，令PTC加热器产生的热量既供给暖风芯体，又可传递至电池包，保证电池包以及驾驶舱可以同时加热，保证驾驶员的驾驶体验。

综上所述，本实施例提出的一种节能的电动车空调制热方法，其主要通过判断当前的驾驶范围，且在仅有驾驶舱需要加热时，扩大了驾驶舱的加热渠道，可以将电池包热量传递至空调主体暖风芯体，并用于提高驾驶舱的温度，减少开启PTC加热器的时间以及次数，降低电动车上空调制热系统的能耗，保证电动车的续航里程。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，判断是否只有驾驶舱需要加热，若是，则进行下一步，若否则结束当前判断；

S2，判断目标PTC温度是否小于电池包应用温度，若是则进行下一步，若否则跳转至步骤S4；

S3，开启电池包到空调主机的第一加热回路；

S4，判断实际水温是否大于空调主机的实际目标出风温度，若是则开启空调主机内部的第二加热回路，若否则结束当前判断。

2.根据权利要求1所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述电池包应用温度为电池包温度与第一偏移量之和；所述第一偏移量为通过试验标定而得的电池包热量传递至空调主机暖风芯体的能量损失温度量化值，其跟随环境温度的不同而设有不同值。

3.根据权利要求2所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第一加热回路为：电池包→电池水泵→热交换器→暖风水泵→PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到所述热交换器→所述电池包。

4.根据权利要求3所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括步骤：

S31.关闭所述PTC加热器；

S32.以固定转速开启所述暖风水泵；

S33.开启所述三通电磁阀到中间位置；

S34.以固定转速开启所述电池水泵。

5.根据权利要求1所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于：所述实际目标出风温度为用户设定的目标出风温度与通过试验标定而得的第二偏移量、回滞量之和；所述第二偏移量为电池包热量传递至空调主机暖风芯体的能量损失温度量化值，其跟随环境温度的不同而设有不同值；所述回滞量用于防止PTC加热器被频繁开启或关闭，其跟随所述PTC加热器不同的开关状态而设有不同值。

6.根据权利要求5所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述第二加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器。

7.根据权利要求6所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述开启空调主机内部的第二加热回路，具体包括步骤：

S41.开启所述PTC加热器；

S42.以变化的转速开启所述暖风水泵；

S43.开启所述三通电磁阀到全开位置；

S44.关闭电池水泵。

8.根据以上任意一项权利要求所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，还包括步骤：

S5，判断所述目标PTC温度是否处于所述电池包应用温度与所述实际目标出风温度之间，若是则保持PTC加热器状态不变，若否则结束当场判断。

9.根据权利要求8所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，还包括步骤：

S6，判断是否只有电池包需要被加热，若是则开启PTC加热器到电池包的第三加热回路，若否则结束当场判断；

所述第三加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→热交换器→电池包→电池水泵→所述热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器；

所述开启PTC加热器到电池包的第三加热回路，具体包括步骤：

S61.开启所述PTC加热器；

S62.开启所述暖风水泵；

S63.开启所述三通电磁阀到全关位置；

S64.开启所述电池水泵。

10.根据权利要求9所述的一种节能的电动车空调制热方法，其特征在于，还包括步骤：

S7，判断是否电池包和驾驶舱需要共同被加热，若是则开启PTC加热器到空调主机、电池包的第四加热回路，若否则结束当场判断；

所述第四加热回路为：PTC加热器→三通电磁阀→一路从空调主机暖风芯体到所述暖风水泵，另一路直接到所述热交换器→所述电池包→电池水泵→所述热交换器→暖风水泵→所述PTC加热器；

所述第四加热回路的开启步骤为：

S71.开启所述PTC加热器；

S72.开启所述暖风水泵；

S73.开启所述三通电磁阀到中间位置；

S74.开启所述电池水泵。